自律型水中ロボットの研究

 

                      AE1000(実験機)                                           AEII(実用機) 



AE1000の相模湾での実験の動画(1995年3月) (2,941KB " ae1000c.MPG")

研究概要

  母船と水中ロボットとの間のケーブルを持たない自律型の水中ロボット(AUV)を対象として、流体力学的および制御工学的観点から研究を行っている。
  これまで、安定した姿勢でしかも障害物を回避しつつ海底の探査を行うAUVの形状とその自動航行法や、複数のAUVへの電力供給や情報交換を行うための水中ステーションへのランデブー・ドッキングの制御法の研究を行って来た。制御にはファジイアルゴリズムを用いている。(1)(2)
  現在は、写真に示したKDDのプロジェクト「アクア エクスプローラ 1000(AE1000)」に参画している。これは、母船とロボットを結ぶケーブルのない無索式水中ロボットである。AE1000は1000mの深度まで潜水し、磁気センサーで光海底ケーブルを連続的に追跡して、その敷設状況や埋設深度などの調査、障害点の探査を行うミッションを持っている。これまで水槽試験や海洋実験を繰り返し行い、ハードとソフトの両面から改良を加え、1995年3月に相模湾において水深750mまでの潜水に成功し、また宮崎沖水深400mの海域において実際の海底ケーブルの自動追跡航行に成功した。(3)(4)(5)(6)

1995度から、AE1000 の実績をもとに実用機の開発に入っ た。1997年3月に実用機が完成し、写真は1997年6月に静岡県三津浜で行われた海洋実験の様子である。1998年から現場で使われている。

参考文献

(0) N Kato: Applications of Fuzzy Algorithm to Guidance and Contrl of Underwater Vehicles,
Underwater Robotic Vehicles -Design amd Control- (Edited by J. Yuh,TSI Press), 1995
(1)N.Kato, S.Koda: Attitude Control and Navigation of Unmanned, Untethered Submersible,
8th Int. Conf. of Offshore Mech. and Arctic Eng. , Vol.4, pp.89-96,1989
(2)N.Kato and M.Endo:Guidance and Control of Unmanned,Untethered Submersible for Rendezvous and Docking with Underwater Station ,
Oceans'89(MTS,IEEE),pp.804-809,1989
(3)K.Asakawa, J.Kojima, Y.Ito, Y.Shirasaki, N.Kato: Development of Autonomous Underwater Vehicle for Inspection of Underwater Cables,
Underwater Intervention'93, pp.208-216, 1993
(4)加藤、伊藤、小島、浅川、白崎:海底ケーブル探査用自律型無人潜水機の運動制御(その1 縦方向運動制御)、
日本造船学会論文集、No.174, pp.309-317, 1993
(5)加藤、伊藤、小島、浅川、白崎:海底ケーブル探査用自律型無人潜水機の運動制御(その2 ケーブルトラっキング制御)、
日本造船学会論文集、No.175, pp.219-226, 1994
(6)Y.Ito,N.Kato,J.Kojima,S.Takagi,K.Asakawa and Y.Shirasaki: Cable Tracking for Autonomous Underwater Vehicle,
1994 Symp. on Autonomous Underwater Vehicle Technology(IEEE), pp.218-224,1994
(7)加藤、小島、加藤、松本、浅川:海底ケーブル探査用自律型無人潜水機の期待形状の最適化、
日本造船学会論文集、No.182, pp.207ー215, 1997                                               
(8)Asakawa, K., Kojima,J.,Kato,Y., Matsumoto,S., Kato,N, Asai,T. and Iso,T., Design Concept and Experimental Results of  Autonomous Underwater Vehicle AQUA EXPLORER 2 for Inspection of Underwater Cables, J. of Advanced Robotics, Vol.16, No.1, pp.27-42, 2002